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天然存在的羧肽酶B(carboxypeptidase B,CPB)是一种含锌原子的胰外肽酶,含有7个半胱氨酸,其中6个形成三对二硫键,一个半胱氨酸(Cys)游离。二硫键作为蛋白质侧链间唯一的共价键,对蛋白质的结构,稳定性,功能以及折叠过程具有重要作用,而具有活性结构的CPB含有一个游离的Cys,这个Cys的存在可能会对CPB的折叠复性及其催化活性有影响。本论文将该Cys点突变为Ser,成功构建了表达载体并表达。对表达所得包涵体进行了变性及复性条件优化,复性后蛋白进行纯化及性质研究。论文同时初步探索了培养条件对包涵体质量的影响,以及前导序列对重组羧肽酶B折叠过程的影响。
利用巯基滴定的方法确定了DTT的浓度为50mM时,可以获得几乎全还原的突变羧肽酶原B(mutant procarboxypeptidase B,mproCPB)和proCPB,并比较了部分还原和全还原mproCPB的复性过程,发现包涵体本身含有的部分二硫键有利于mproCPB的复性。
用逐步优化的方法确定了mproCPB最佳复性条件,即50mM Gly-NaOH,pH 9.0,0.1mM ZnCl2,GSH/GSSG=1:2,mproCPB浓度为0.4mg/ml,25℃中复性18h。
经过DEAE-FF一步浓缩并进一步纯化,获得比活为214U/mg的mCPB。研究了mCPB的性质,mCPB发挥活力的最适pH值为7~9;mCPB具有很好的热稳定性,在60℃下,保温40min,酶活没有降低,反而有所升高;mCPB的活力被典型的金属螯合剂、还原剂及Cu2+所抑制,而Mn2+,Ba2+,Co2+被证明是酶的激活剂。以Hyppuryl-L-Arg作为底物时的米氏常数为0.55。双向电泳显示mCPB的等电点为5.35;紫外扫描分析显示其最大吸收值为279nm。
以proCPB为模型,采用不同时间诱导,对所得包涵体进行变复性,研究了包涵体蛋白对蛋白酶K的稳定性以及一定浓度盐酸胍的化学变性,分析与复性率之间的相关性。发现不同诱导时机所得proCPB包涵体的复性率不同,复性率越高的包涵体对蛋白酶K的稳定性越高,在3mol/L,盐酸胍中的溶解性越差。
proCPB经胰蛋白酶酶解激活后,DEAE—FF纯化可获得前导肽。经过对羧肽酶(原)B的复性研究,发现在复性液中加入前导肽,即前导肽作为复性的分子外伴侣,无法帮助任何变性程度的CPB复性,前导肽只能以分子内伴侣的形式即以酶原的方式帮助CPB复性。